原子发射光谱分析(final).ppt

原子发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的能量差，即 ΔE = E*-E = hc/λ= h? 或λ= hc/ΔE 不同的元素其原子结构不同，原子的能级状态不同，电子在不同能级间跃迁所放出的能量不同，原子发射谱线的波长不同 同一种元素有许多条发射谱线，最简单的H已发现谱线54条，Fe元素谱线4~5千条，每种元素有特征谱线——定性分析的依据 共振线和主共振线 共振线：在所有原子谱线中，凡是由各个激发态回到基态所发射的谱线 发射光谱分析的特点 1.多元素同时分析、分析速度快 2.灵敏度高（检出限低） 0.1~10 ppm， 1?10-8 ~ 1?10-9 g 3.选择性好 4.准确度高 相对误差 5 ~ 20 % ，适用于痕量元素分析 5.用样量少 几毫克 ~ 几十毫克 § 7-3 光谱分析仪器 原子发射光谱仪通常由三部分构成： 1. 光源 2. 分光系统（光谱仪） 3. 观测系统 阳极斑 在直流电孤中，由于电子受到极间电场的加速不断以高速轰击阳极，使阳极白热，产生温度很高的“阳极斑”，使阳极温度比阴极高。 例如炭弧阳极温度为4300K，阴极为 3300K。 （2） 交流电弧 2. 高压火花 特点： 稳定性优于电弧 放电瞬间能量很大，产生的温度高（10000K以上） ，激发能力强，某些难激发元素可被激发，且多为离子线 放电间隔长，使得电极温度低，蒸发能力稍低，适于低熔点金属与合金的分析； 背景较大，检出限差，不适宜作痕量元素分析 预燃时间较长，分析速度较慢。 3. 等离子体 二、光谱仪（分光系统） 激发试样获得的复合光分解为按照波长顺序排列的单色光（光谱），并进行观测或记录的仪器——光谱仪（摄谱仪） 乳剂特性曲线 （三） 定性分析操作技术： ——试样处理、摄谱、检查谱线 1.试样处理 a. 金属或合金可以试样本身作为电极，当试样量很少时，将试样粉碎后放在电极的试样槽内； b. 固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内； c. 溶液：先蒸发浓缩至结晶析出，再滴入电极孔中加热蒸干后进行激发；或将原液全部蒸干，得到的结晶研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内 液体试样可采用ICP-AES直接进行分析。 微量成分：先分离主要成分，再浓缩微量组分。 电极材料：采用光谱纯的碳或石墨，特殊情况采用铜电极； 电极尺寸：直径约6mm，长3～4 mm； 试样槽尺寸：直径约3～4 mm， 深3～6 mm； 试样量：10 ～20mg ； 放电时，碳+氮产生氰 (CN)，氰分子在358.4～ 421.6 nm产生带状光谱，干扰其他元素出现在该区域的光谱线，需要该区域时，可采用铜电极，但灵敏度低。 2.摄谱 （1）条件选择 常见元素的灵敏线多处于近紫外区，故多采用中型石英摄谱仪。分析稀土元素时，由于其谱线复杂，要选择色散率较高的大型摄谱仪。 在定性分析中通常选择灵敏度高的直流电弧；狭缝宽度5～7?m(小狭缝)； （2）摄谱过程 摄谱顺序：碳电极(空白)、铁谱、试样； 分段暴光法：先在小电流(5A)激发光源摄取易挥发元素光谱调节光阑，改变暴光位置后，加大电流(10A)，再次暴光摄取难挥发元素光谱； 采用哈特曼光阑，可多次暴光而不影响谱线相对位置，便于对比。 1. 发射光谱定量分析的基本关系式 在条件一定时，谱线强度I 与待测元素含量c关系为： I = a c a为常数(与蒸发、激发过程等有关)，考虑到发射光谱中存在着自吸现象，需要引入自吸常数 b ，则： 发射光谱分析的基本关系式，称为塞伯-罗马金公式。自吸常数 b 随浓度c增加而减小，当浓度很小，自吸消失时，b=1。 § 7-５光谱定量分析 2. 内标法基本关系式 影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果，实际工作多采用内标法（相对强度法）。 在被测元素的光谱中选择一条作为分析线(强度I)，再选择内标物的一条谱线(强度I0)，组成分析线对。则： 相对强度R： A为其他三项合并后的常数项 内标法定量的基本关系式 内标元素与分析线对的选择： a.